Стенд для обкатки и испытаний двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к двигателестроению и позволяет снизить металлоемкость и удельную площадь, занимаемую стендом, уменьшить расход воды и электроэнергии. Асинхронный балансирный двигатель с фазным ротором 4 через измерители 2 и 3 момента и частоты вращения связан с испытуемым двигателем. Пускозащитная арматура включена на входе двигателя от сети. Симисторы 17 и низкоомные сопротивления последовательно включены в фазные обмотки ротора для осуществления времяимпульсной коммутации цепи ротора в режиме короткого замыкания. Блоки управления симисторами содержат стабилизированные по напряжению элементы коррекции фазочастотных х-к анодного тока симисторов 18, инверторы 15, триггеры Шмитта 14, генераторы пилообразного напряжения 13, элементы гальванической развязки 11 и оконечные усилители управляющих сигналов 10, включенные последовательно и пофазно между обмотками ротора и управляющими электродами симисторов. Блок 16 защиты симисторов выполнен в виде RC-фильтров. Такое выполнение обеспечивает пофазную синхронность моментов отпирания и продолжительность отпертого состояния симисторов. Использование симистров позволяет коммутировать ротор двигателя стенда в наиболее экономичном режиме - режиме короткого замыкания, при котором рекуперация электроэнергии в сеть становится наибольшей. Кроме того, отпадает потребность в коммуникациях для подвода и отвода воды, охлаждающей реостат, повышается модуль жесткости механической х-ки и КПД двигателя почти на 15%. Сокращаются затраты времени и средств на обслуживание стенда, т.к. отпадает необходимость ежесменной корректировки состава и уровня электролита в жидкостном растворе, исключенном из состава стенда. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

59 4 G 01 M 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЮИ ЮЗАМ

ЯПЫ 1 . I .:-:: F(i13i :

E >i i H ° !,„ (.; ii

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4007416/25-06 (22) 26.11.85 (46) 15.04.89. Бюл. 1Ф 14 (71) Таджикский сельскохозяйственный институт (72) Ш,В.Саидов (53) 621.43.005.1 (088.8) (56) Стенд обкаточно-тормозной КИ5540-ГОСНИТИ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М., 1979, 62 с. (54) СТЕНД ДЛЯ ОБКАТКИ И ИСПЫТАНИЙ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к двигателестроению и позволяет снизить металлоемкость.и удельную площадь, занимаемую стендом, уменьшить расход воды и электроэнергии. Асинхронный балан-. сирный двигатель с фазным ротором 3 через измерители момента 2 и час„„SU„„1472788 А1 тоты вращения 4 связан с испытуемым двигателем. Пускозащитная арматура включена на входе двигателя от сети.

Симисторы 17 и низкоомные сопротивления последовательно включены в фазные обмотки ротора для осуществления времяимпульсной коммутации цепи ротора в режиме короткого замыкания.

Блоки управления симисторами содержат стабилизированные по напряжению элементы коррекции фазочастотных х-к анодного тока симисторов 18, инверторы 15, триггеры Шьжтта 14, генераторы пилообразного напряжения

13, элементы гальванической развязки

11 и оконечные усилители управляющих сигналов 10, включенные последовательно и пофазно между обмотками ротора и управляющими электродами симисторов, Блок 16 защиты симисто1

1472788

40 ров выполнен в виде RC-фильтров. Такое выполнение обеспечивает пофазную синхронность моментов отпирания и продолжительность отпертого состояния симисторов. Использование симисторов позволяет коммутировать ротор двигателя стенда в наиболее экономичном режиме — режиме короткого замыкания, при котором рекуперация электроэнергии в сеть становится наибольшей. Кроме того, отпадает потребность

Изобретение относится к двигателестроению и может использоваться в отраслях народного хозяйства, где производятся, эксплуатируются и ремонтируются двигатели внутреннего сгорания (ДВС).

Цель изобретения — снижение металлоемкости и удельной площади, занимаемой стендом, экономия электроэнергии и расхода воды.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема стенда; на фиг. 2 " элект-. рическая схема управления отпиранием симистора, Обкаточно-тормозной стенд для ДВС включает в себя испытуемый автотракторный двигатель 1, измерители момента 2 и частоты вращения 4, асинхронный двигатель с фазным ротором 3, предохранители 5, включатель 6, понижающий трансформатор 7, источник

8 постоянного стабилизированного напряжения, потенциометр 9, (R 14), оконечные усилители 10, элементы 11 гальванической развязки, низкоомные ! ленточные резисторы 12, генераторы

13 пилообразного напряжения, триггеры 14 Шмитта, инверторы 15, блок 16 защиты симисторов, симисторы 17 и стабилизированные по напряжению элементы коррекции фазочастотной характеристики анодного тока симисторов

18, содержащих интегральные микросхемы (HMC) 19 (А1), неинвер тирующие входы которых через гасящие сопротивления 20 (R1) и разделительные емкости 21 (С1) подключены к анодам симисторов 17, а инвертирующие входы заземлены через резисторы 22 (КЗ). в коммуникациях для подвода и отвода воды, охлаждающей реостат, повышается модуль жесткости х-кн и КПД двигателя почти на 15 . Сокращаются затраты времени .и средств на обслуживание стенда, т.к. отпадает необходи-. мость ежесменной корректировки состава и уровня электролита в жидкостном растворе, исключенном из состава стенда. 2" з.п. ф-лы, 2 ил.

Коэффициент усиления HMC 19 (А1) определяется отношением сопротивления параллельно соединенных резистора

23 (R5) и фоторезистора оптрона 24

5 (71) к сопротивлению резистора 22 (R3). Инверторы 15 состоят из диодов

25 (U3), 2Ь (U4), 27 {V5) и резисторов 28 (R7}, Триггеры Шмитта 14 собраны на HMC

29 (А2);инвертирующие входы которых через емкости 30 (СЗ) соединены с инверторами, Логические уровни триггера Шмитта подбираются отношением сопротивлений Зi (R9) и 32 (R8).

Генераторы 13 пилообразного напряжения представляют собой интеграторы, собранные на ИИС 33 (АЗ), Форма их выходных сигналов подбирается из соотношения параметров конденсаторов

20 34 и резисторов 35 (С5/R11). Оконечные усилители 10 содержат транзисторы 36 (V7), 37 (78), и диод 38 (V9) .

Особенностью работы обкаточнотормоэного стенда является изменение фазного напряжения и частоты фаэно го тока ротора в зависимости от частоты его. вращения, а также сдвиг фаз на 120О. Все это обуславливает необ30 ходимость фазочастотной коррекции управляющего сигнала для симметричного отпирания симисторов во всех трех фазах ротора. Такая коррекция обеспечивается корректирующим элементом.

35 Когда выходное напряжение ИИС 19 (А1) превышает значение начального порогового напряжения фоторезистора 24 (Ut) через входную цепь оптопары про-.. текает ток, при этом светодиод вызы1472788 вает уменьшение сопротивления фоторезистора, а следовательно; и всего сопротивления обратной связи, в результате чего выходное напряжение уменьшается. При малом входном сигнале роль сопротивления обратной связи выполняет резистор 23 (R5). Колебания напряжения в цепи ротора в широком диапазоне (до 50 дб и более) стабилизируются и оно поступает к инвертору 15, состоящему из диодов

25 (V3), 2Ь (74), 27 (Ч5) и резистора 28 (R7) . Пороговое напряжение уп" равляющего сигнала определяет вели- 15 чину угла отпиранйя Ы симистора 18, в то время как угол запирания смещается от Ги 2Г на величину Eg фазового угла нагрузки цепи ротора. Поэтому крутизна и уровень напряжения, вырабатываемого интегратором, определяют характер работы симисторов.

Уровень выходного напряжения и интеграторов во всех трех фазовых каналах управления регулируются одним потенциометром 9 (R14) изменяющим величину входного тока оптопары одновременно, в силу параллельного включения их светодиодов. При этом сопротивления фоторезисторов оптронов изменяются, в результате чего сигналы управления поступают на базы транзисторов 36 (77) оконечного усилителя 10, представляющего собой эмиттерный повторитель. Усиленный по мощности сигнал управления через диод 37 (V 9) подается на управляющий электрод симистора 17.

Защита симисторов 17 от бросков напряжения при нулевом токе присуР

40 щих работе симисторов на индуктивную нагрузку, каковой является обмотка ротора, обеспечивается блоком 16, содержащим RC-фильтры.

В стенде использован принцип фазочастотной коррекции управляющих сигналов, обеспечивающий пофазную синхронность моментов отпирания и положительности отпертого состояния симисторов. Использование симисторов позволяет коммутировать ротор 50 асинхронного двигателя стенда в наиболее экономичном режиме — режиме короткого замыкания, при котором рекуперация электроэнергии в сеть становится наибольшей, 55

При использовании изобретения уменьшаются масса стенда, его стоимость

I 1 и удельная площадь. Кроме того, отпа дает потребность в коммуникациях для подвода и отвода воды, охлаждающей реостат, повышаются модуль жесткости механической характеристики и КПД асинхронного двигателя почти íà 15Х.

Сокращаются затраты времени и средства на обслуживание стенда, так как отпадает необходимость ежесменной корректировки состава и уровня электролита в жидкостном реостате, исключенном из состава стенда.

Формула из о бр етения

1. Стенд для обкатки и испытаний двигателя внутреннего сгорания, содержащий асинхронный балансирный двигатель с фазным ротором, измерители момента и частоты вращения .и пускозащитную арматуру, причем асинхронный балансирный двигатель через измеритель момента связан с испытуемым двигателем, а пускозащитная арматура включена на входе балансирного двигателя от сети, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью снижения металлоемкости, стоимости и экономии электроэнергии, в него введены симисторы, блоки защиты симисторов и управления ими и низкоомные сопротивления, причем снмисторы и ннзкоомные сопротивления последовательно включены в фазные обмотки ротора для осуществления времяимпульсной коммутации цепи ротора в режиме короткого замыкания.

2. Стенд по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что блоки управления симисторами содержат стабилизированные по напряжению элементы коррекции фазочастотных характеристик анодного тока симисторов, инверторы, триггеры Шмитта, генераторы пилообразного напряжения, элементы гальва-. нической развязки и оконечные усилители управляющих сигналов, включенные последовательно и пофазно между обмотками ротора и управляющими электродами симисторов °

З.Стендпопп.1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что блок защиты симисторов выполнен в виде RC-фильтров, 1472788

Составитель Н.Патрахальцев, Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Редактор Т,Лазоренко

Заказ 1701/42 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101